JP2503151Y2 - 非共沸混合流体サイクルプラント - Google Patents
非共沸混合流体サイクルプラントInfo
- Publication number
- JP2503151Y2 JP2503151Y2 JP1990048723U JP4872390U JP2503151Y2 JP 2503151 Y2 JP2503151 Y2 JP 2503151Y2 JP 1990048723 U JP1990048723 U JP 1990048723U JP 4872390 U JP4872390 U JP 4872390U JP 2503151 Y2 JP2503151 Y2 JP 2503151Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- heat exchanger
- low
- working fluid
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、二成分の混合媒体例えばアンモニアと水、
又は水と臭化リチウムなどの非共沸混合媒体から成り、
一方の成分が他方の成分に吸収凝縮する混合流体を作動
流体とする混合流体サイクルプラントに関し、廃熱回
収、海洋温度差、地熱などの低熱源利用発電プラント、
又は冷凍、ヒートポンプサイクルなどに適用できる。
又は水と臭化リチウムなどの非共沸混合媒体から成り、
一方の成分が他方の成分に吸収凝縮する混合流体を作動
流体とする混合流体サイクルプラントに関し、廃熱回
収、海洋温度差、地熱などの低熱源利用発電プラント、
又は冷凍、ヒートポンプサイクルなどに適用できる。
従来の技術 この種の従来の混合流体サイクルプラントとして例え
ば第２図に示すようなものがあり、これは通常の水／水
蒸気の単成分媒体を使用したサイクルとは次の点で相違
している。
ば第２図に示すようなものがあり、これは通常の水／水
蒸気の単成分媒体を使用したサイクルとは次の点で相違
している。
（１）作動流体として、二成分媒体例えば沸点の低いア
ンモニアと沸点の高い水との混合流体を使用しているこ
と。
ンモニアと沸点の高い水との混合流体を使用しているこ
と。
（２）タービン排気凝縮工程は、アンモニア濃度及び圧
力の異なる二段階凝縮ステップより構成されること。
力の異なる二段階凝縮ステップより構成されること。
以下これにつき詳述すると、第２図において、符号１
がタービンであり、このタービン１からタービン排気路
２を通して排出されるタービン排気の持つ熱を回収する
熱交換器３がタービン出口に設けられている。
がタービンであり、このタービン１からタービン排気路
２を通して排出されるタービン排気の持つ熱を回収する
熱交換器３がタービン出口に設けられている。
すなわち、この熱交換器３はタービン排気を混合流体
液例えばアンモニア濃度の低いアンモニア水液（例えば
44wt％ NH3）と熱交換させる。これにより、アンモニ
ア水液の一部が蒸発し、熱交換器３の出口で高濃度のア
ンモニア水蒸気と低濃度のアンモニア水液とから成る混
相流体となる。この混相流体は、それから、気液路４を
通して、セパレータ５へ送られ、蒸気と液とに分離され
る。そして、このセパレータ５で分離された低濃度混合
流体液22すなわち低濃度のアンモニア水液（例えば36wt
％ NH3）は、分離液路６及び流量制御弁７を通して流
れ、熱交換器３を出たタービン排気に混合希釈され、こ
の希釈された作動流体がそれから低圧復液器８へと流れ
て、冷却流体例えば水（海水）で冷却され、凝縮する。
液例えばアンモニア濃度の低いアンモニア水液（例えば
44wt％ NH3）と熱交換させる。これにより、アンモニ
ア水液の一部が蒸発し、熱交換器３の出口で高濃度のア
ンモニア水蒸気と低濃度のアンモニア水液とから成る混
相流体となる。この混相流体は、それから、気液路４を
通して、セパレータ５へ送られ、蒸気と液とに分離され
る。そして、このセパレータ５で分離された低濃度混合
流体液22すなわち低濃度のアンモニア水液（例えば36wt
％ NH3）は、分離液路６及び流量制御弁７を通して流
れ、熱交換器３を出たタービン排気に混合希釈され、こ
の希釈された作動流体がそれから低圧復液器８へと流れ
て、冷却流体例えば水（海水）で冷却され、凝縮する。
このように、タービン排気にアンモニア濃度の低いア
ンモニア水液を混合希釈し、復液器入口でのアンモニア
濃度を下げることによって、タービン排気を直接復液器
で凝縮させる場合より低圧で凝縮を達成できるものであ
る。
ンモニア水液を混合希釈し、復液器入口でのアンモニア
濃度を下げることによって、タービン排気を直接復液器
で凝縮させる場合より低圧で凝縮を達成できるものであ
る。
次に、この低圧復液器８の液溜９内の混合流体液すな
わち低圧復液器８で凝縮したアンモニア水液は給液ポン
プ10で昇圧され、その一部が入口液路11を通して熱交換
器３へ導入され、タービン排気により前述した如く加熱
される。
わち低圧復液器８で凝縮したアンモニア水液は給液ポン
プ10で昇圧され、その一部が入口液路11を通して熱交換
器３へ導入され、タービン排気により前述した如く加熱
される。
一方、給液ポンプ10で昇圧された低濃度のアンモニア
水液の残りは、他の入口液路12及び流量制御弁13を通し
て流れ、セパレータ５で分離されて分離蒸気路14を通し
て流れてくる高濃度混合流体蒸気21すなわち高濃度のア
ンモニア水蒸気（例えば99wt％ NH3）に混合されて、
所定のアンモニア濃度の作動流体（例えば70wt％ N
H3）に再生される。
水液の残りは、他の入口液路12及び流量制御弁13を通し
て流れ、セパレータ５で分離されて分離蒸気路14を通し
て流れてくる高濃度混合流体蒸気21すなわち高濃度のア
ンモニア水蒸気（例えば99wt％ NH3）に混合されて、
所定のアンモニア濃度の作動流体（例えば70wt％ N
H3）に再生される。
この再生された作動流体は、それから、高圧復液器15
で冷却流体例えば水（海水）により再び冷却され、凝縮
を完了する。
で冷却流体例えば水（海水）により再び冷却され、凝縮
を完了する。
そして、この高圧復液器15の液溜16内のタービン流体
液は、給液ポンプ17により蒸発器18へ送られて、加熱流
体例えば排ガスにより加熱され、これにより発生した蒸
気がタービン１へ送られて仕事をし、その後前述した如
くタービン排気路２を通して熱交換器３へ流入する。
液は、給液ポンプ17により蒸発器18へ送られて、加熱流
体例えば排ガスにより加熱され、これにより発生した蒸
気がタービン１へ送られて仕事をし、その後前述した如
くタービン排気路２を通して熱交換器３へ流入する。
以上述べた混合流体サイクルプラントによると、水／
水蒸気を使用したサイクルプラントに比べ、20％以上の
出力増加が達成できるものである。
水蒸気を使用したサイクルプラントに比べ、20％以上の
出力増加が達成できるものである。
考案が解決しようとする課題 以上述べた従来の混合流体サイクルプラントにおける
システムループでは、給液ポンプ10から送られる液溜９
内の混合流体液は熱交換器３で加熱され、気液二相流の
状態で気液路４を流れてセパレータ５に流入する。従っ
て、気液路４での圧力損失により、気液二相流の気液成
分量比や、気液成分の濃度が変化する。又、気液路４は
上昇配管としなければ気液成分が混合せず、脈動流が発
生する。
システムループでは、給液ポンプ10から送られる液溜９
内の混合流体液は熱交換器３で加熱され、気液二相流の
状態で気液路４を流れてセパレータ５に流入する。従っ
て、気液路４での圧力損失により、気液二相流の気液成
分量比や、気液成分の濃度が変化する。又、気液路４は
上昇配管としなければ気液成分が混合せず、脈動流が発
生する。
これらの原因により、セパレータ５で分離された高濃
度混合流体蒸気21及び低濃度混合流体液22の濃度及び流
量が変動し、定常運転が困難となる不具合があった。
又、気液成分がうまく混合して流れない場合、システム
制御も非常に困難となる。
度混合流体蒸気21及び低濃度混合流体液22の濃度及び流
量が変動し、定常運転が困難となる不具合があった。
又、気液成分がうまく混合して流れない場合、システム
制御も非常に困難となる。
本考案は上記事情にかんがみてなされたもので、配管
内の圧力損失や配管の引き廻し等に起因する気液成分の
流量比及び濃度の変化の発生がなく、安定したサイクル
の運転が行える非共沸混合流体サイクルプラントを提供
することを目的とする。
内の圧力損失や配管の引き廻し等に起因する気液成分の
流量比及び濃度の変化の発生がなく、安定したサイクル
の運転が行える非共沸混合流体サイクルプラントを提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的に対し、本考案によれば、タービンと、この
タービンからのタービン排気を二成分の混合媒体から成
る低濃度の作動流体と熱交換させる熱交換器と、この熱
交換器で加熱され気液路を通して送られてきた作動流体
を蒸気と液とに分離するセパレータと、このセパレータ
で分離された液を前記熱交換器を出たタービン排気に混
合させて希釈した作動流体を凝縮する低圧復液器と、こ
の低圧復液器で凝縮した液の一部を前記低濃度の作動流
体として前記熱交換器に導入する入口液路と、前記低圧
復液器で凝縮した液の残りを前記セパレータで分離され
た蒸気に混合させて再生した作動流体を凝縮する高圧復
液器と、この高圧復液器で凝縮した作動流体を蒸発させ
る蒸発器とを具備している混合流体サイクルプラントに
おいて、前記熱交換器から前記セパレータへ延びる前記
気液路に圧力制御弁を設けたことを特徴とする、非共沸
混合流体サイクルプラントが提供される。
タービンからのタービン排気を二成分の混合媒体から成
る低濃度の作動流体と熱交換させる熱交換器と、この熱
交換器で加熱され気液路を通して送られてきた作動流体
を蒸気と液とに分離するセパレータと、このセパレータ
で分離された液を前記熱交換器を出たタービン排気に混
合させて希釈した作動流体を凝縮する低圧復液器と、こ
の低圧復液器で凝縮した液の一部を前記低濃度の作動流
体として前記熱交換器に導入する入口液路と、前記低圧
復液器で凝縮した液の残りを前記セパレータで分離され
た蒸気に混合させて再生した作動流体を凝縮する高圧復
液器と、この高圧復液器で凝縮した作動流体を蒸発させ
る蒸発器とを具備している混合流体サイクルプラントに
おいて、前記熱交換器から前記セパレータへ延びる前記
気液路に圧力制御弁を設けたことを特徴とする、非共沸
混合流体サイクルプラントが提供される。
作用 上記構成において、圧力制御弁を制御することにより
気液路の内圧を適当に上昇させ、混合流体液の沸点を上
昇させて、熱交換器内での蒸気の発生を抑える。圧力制
御弁を通過した後の混合流体液はセパレータにて目的の
圧力まで減圧されるので、目的の気液成分流量及び濃度
が得られる。
気液路の内圧を適当に上昇させ、混合流体液の沸点を上
昇させて、熱交換器内での蒸気の発生を抑える。圧力制
御弁を通過した後の混合流体液はセパレータにて目的の
圧力まで減圧されるので、目的の気液成分流量及び濃度
が得られる。
実施例 以下第１図を参照して、本考案の一実施例について詳
述する。なお、第１図において、第２図に示したものと
同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は
省略する。
述する。なお、第１図において、第２図に示したものと
同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は
省略する。
本考案によれば、熱交換器３からセパレータ５へ混合
流体液を流す気液路４に圧力制御弁19が設けられてい
る。
流体液を流す気液路４に圧力制御弁19が設けられてい
る。
この圧力制御弁19はその一制御例として、図示はしな
いが、気液路４内の混合流体液の濃度及び温度を測定
し、その状態に対応する飽和圧力以下に気液路４の内圧
が下がらないように制御される。
いが、気液路４内の混合流体液の濃度及び温度を測定
し、その状態に対応する飽和圧力以下に気液路４の内圧
が下がらないように制御される。
圧力制御弁19の制御によって気液路４の内圧は飽和圧
力付近まで上昇させられ、混合流体液の沸点が上昇す
る。このため、混合流体液は熱交換器３内で加熱されて
も蒸気は発生されない。しかし、圧力制御弁19を出てセ
パレータ５に投入された混合流体液は、所定の圧力まで
減圧されるので、所定の気液成分流量及び濃度を得るこ
とができる。
力付近まで上昇させられ、混合流体液の沸点が上昇す
る。このため、混合流体液は熱交換器３内で加熱されて
も蒸気は発生されない。しかし、圧力制御弁19を出てセ
パレータ５に投入された混合流体液は、所定の圧力まで
減圧されるので、所定の気液成分流量及び濃度を得るこ
とができる。
このように、気液路４に設けた圧力制御弁19を適当に
制御することで、混合流体液は液相のまま気液路４内を
流れ、セパレータ５内で所定の気液成分流量及び濃度と
なる。
制御することで、混合流体液は液相のまま気液路４内を
流れ、セパレータ５内で所定の気液成分流量及び濃度と
なる。
考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、混合流体液を気
液路の圧力制御弁まで液単相で流すことができるので、
配管内の圧力損失や配管の引き廻し等に影響されること
はなく、セパレータで分離される高濃度混合流体蒸気と
低濃度混合流体液との濃度及び流量比を所定の値とする
ことが可能となり、これにより、サイクルプラントの安
定した運転が可能となる。
液路の圧力制御弁まで液単相で流すことができるので、
配管内の圧力損失や配管の引き廻し等に影響されること
はなく、セパレータで分離される高濃度混合流体蒸気と
低濃度混合流体液との濃度及び流量比を所定の値とする
ことが可能となり、これにより、サイクルプラントの安
定した運転が可能となる。
第１図は本考案による非共沸混合流体サイクルプラント
の一例を示す系統図、第２図は従来例を示す系統図であ
る。 １……タービン、２……タービン排気路、３……熱交換
器、４……気液路、５……セパレータ、６……分離液
路、７……流量制御弁、８……低圧復液器、９……液
溜、10……給液ポンプ、11,12……入口液路、13……流
量制御弁、14……分離蒸気路、15……高圧復液器、16…
…液溜、17……給液ポンプ、18……蒸発器、19……圧力
制御弁、21……高濃度混合流体蒸気、22……低濃度混合
流体液。
の一例を示す系統図、第２図は従来例を示す系統図であ
る。 １……タービン、２……タービン排気路、３……熱交換
器、４……気液路、５……セパレータ、６……分離液
路、７……流量制御弁、８……低圧復液器、９……液
溜、10……給液ポンプ、11,12……入口液路、13……流
量制御弁、14……分離蒸気路、15……高圧復液器、16…
…液溜、17……給液ポンプ、18……蒸発器、19……圧力
制御弁、21……高濃度混合流体蒸気、22……低濃度混合
流体液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鍵谷 幸生 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の１ 中部電力株式会社電力技術研究 所内 (72)考案者 森 康 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)考案者 松尾 篤二 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)考案者 長田 勇 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−134805（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】タービンと、このタービンからのタービン
排気を二成分の混合媒体から成る低濃度の作動流体と熱
交換させる熱交換器と、この熱交換器で加熱され気液路
を通して送られてきた作動流体を蒸気と液とに分離する
セパレータと、このセパレータで分離された液を前記熱
交換器を出たタービン排気に混合させて希釈した作動流
体を凝縮する低圧復液器と、この低圧復液器で凝縮した
液の一部を前記低濃度の作動流体として前記熱交換器に
導入する入口液路と、前記低圧復液器で凝縮した液の残
りを前記セパレータで分離された蒸気に混合させて再生
した作動流体を凝縮する高圧復液器と、この高圧復液器
で凝縮した作動流体を蒸発させる蒸発器とを具備してい
る混合流体サイクルプラントにおいて、前記熱交換器か
ら前記セパレータへ延びる前記気液路に圧力制御弁を設
けたことを特徴とする、非共沸混合流体サイクルプラン
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990048723U JP2503151Y2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990048723U JP2503151Y2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048708U JPH048708U (ja) | 1992-01-27 |
| JP2503151Y2 true JP2503151Y2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=31565794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990048723U Expired - Lifetime JP2503151Y2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503151Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0670364B2 (ja) * | 1986-11-27 | 1994-09-07 | 三菱重工業株式会社 | タ−ビン出口作動流体の吸収・凝縮システム |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP1990048723U patent/JP2503151Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048708U (ja) | 1992-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |